بررسی ساختار الکترونی، خواص مغناطیسی و اپتیکی نیم رسانایSn1-xCoxO2 با استفاده از نظریه تابعی چگالی

در این مقاله ساختارالکترونی و خواص مغناطیسی و اپتیکی نمونه های خالص SnO2 و آلاییده Sn1-xCoxO2 (0625/0، 125/0، 1875/0 و 25/0x=) با استفاده از نظریه تابعی چگالی بررسی می شوند. اثر تهی جای اکسیژن روی خواص ساختاری و مغناطیسی نمونه ها نیز بررسی شد. با بررسی خواص مغناطیسی نمونه های آلاییده مشخص شد که افزایش غلظت آلایش سبب افزایش چگالی ترازهای انرژی مربوط به اوربیتال های d3Co- در نزدیکی تراز فرمی می شود. بررسی فاز پایدار مغناطیسی نمونه های آلاییده نشان داد که در آلایش های 5/12% و 25% فاز پایدار شبکه فرومغناطیس است. حضور تهی جای اکسیژن در نمونه فرومغناطیسی Sn0.875Co0.125O0.9375 نزدیک به یون کبالت منجر به افزایش گشتاور مغناطیسی یون های کبالت می شود. بررسی خواص اپتیکی نمونه خالص و نمونه های آلاییده با 25/6%، 5/12% و 25% کبالت نشان داد که با افزایش غلظت آلایش تا 5/12%، گاف نواری اپتیکی کاهش و سپس با افزایش بیش تر آن تا 25%، گاف نواری اپتیکی افزایش می یابد. با افزایش آلایش تا 5/12%، شدت مربوط به اولین قله ها در طیف تابع دی الکتریک نمونه ها، هم چنین ضرایب درآشامی و خاموشی افزایش و شدت مربوط به قله های ظاهر شده در محدوده انرژی های بالاتر ازeV6 کاهش می یابند. با توجه به طیف های بازتابندگی و ضریب درآشامی مشخص شد که با افزایش غلظت آلایش تا 5/12% میزان عبور فوتون در ناحیه مرئی کاهش می یابد.